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UNIDAD III

PROTECCIÓN CONTRA SOBRECORRIENTE

PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS ING. JOEL FIGUEROA

PROTECCIÓN DE SISTEMAS ELÉCTRICOS

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50/50N-SOBRECORRIENTE INSTANTANEA (FASE y NEUTRO).

- Proporcionan protección inmediata contra fallas de alta

corriente, para fase y neutro respectivamente.

- El elemento de sobre corriente instantáneo puede ser

utilizado para definir un valor límite, por encima del cual no

sería conveniente trabajar, incluso en tiempos muy pequeños.

- Se puede calibrar para operar cuando la corriente haya

superado el 218% de la corriente nominal que es la máxima

corriente admisible que se cita en la norma ANSI C50.13-2005

para sobre carga de Generadores.





50

SIMBOLOGIA

ANSI/IEEE IEC

50N



Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración del Generador.




51-SOBRE CORRIENTE DE TIEMPO INVERSO

- Es el tipo más simple de protección de respaldo

- Debe ser ajustado arriba de la corriente de carga y tener

suficiente retardo de tiempo para permitir las oscilaciones de

potencia.

- Debe ser ajustado lo suficientemente bajo para disparar con

falla de fases remota para varias condiciones del sistema.




51-SOBRE CORRIENTE DE TIEMPO INVERSO

Aplicación

-Protección de respaldo para la Protección contra cortocircuitos

en el generador y en líneas de transmisión.

-Protección de respaldo para fallas en la red que no hayan sido

despejadas por otros relés, de manera que pueda llegar a existir

un riesgo para el generador.

- Protección de respaldo para corto circuitos internos o sobre

cargas en transformadores y alimentadores de servicios

auxiliares






51

SIMBOLOGIA

ANSI/IEEE IEC



Si la corriente medida (I medido) supera la corriente ajustada

(I ajuste), y esta cumple las condiciones de tiempo inverso,

la función procesará el disparo correspondiente.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO




DEFINICIONES IMPORTANTES.

Dial: (Lever; Time Dial; TD; K; TP): Tipo de curva tiempo

corriente del relé, que define para una misma característica de

operación, distintos valores de tiempo de operación, para un

mismo valor de corriente.

Tap: Es el valor mínimo de corriente de entrada al relé, que se

considera como referencia, y que define la corriente que hará

operar al relé. Es un ajuste interno del relé que define la

corriente de pickup.

Pickup: Mínima corriente de operación del relé.




TIPOS DE CURVAS DE ACTUACIÓN

Curva DT (Direct Time) : Curva a tiempo independiente o definido


Is: umbral de intensidad expresado en A.

T: retardo de actuación de la protección.



TIPOS DE CURVAS DE ACTUACIÓN

A tiempo dependiente:


SIT: Inversa normal

(Standar Inverse Time)

VIT: Muy inversa

(Very Inverse Time)

EIT: Extremadamente inversa

(Extremely Inverse Time)



CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO DE DISPARO SEGÚN IEC


Todas las curvas a tiempo dependiente, siguen la formula

definida en la IEC 60255-3, donde t es el valor del tiempo de

actuación de la protección en segundos, en función de la

temporización (T) de la protección a I/Is veces.

Curva Inversa (SIT)

Curva muy inversa (VIT)

Curva extremadamente inversa (EIT)





El tiempo de operación y la sobre corriente están relacionados

por una ecuación, que define la curva de operación característica

del relé:

donde :

t = tiempo de operación (s)

k = ajuste del multiplicador de tiempos (TMS)

I = corriente de falla que pasa por el relé (A)

Is = corriente de ajuste o calibración de corriente (A)

α y β= determinan el grado de característica inversa del relé





para los tres primeros esquemas estándar las constantes son:



CURVAS CARACTERÍSTICAS SEGÚN IEC




CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO DE DISPARO SEGÚN ANSI


Todas las curvas a tiempo dependiente, siguen las formulas

definida en la norma IEEE C37-112.

Para 0 < M <1

Para M >1





Donde :

M: I/Ip

t: Tiempo de disparo

D: Tiempo ajustable

I: Corriente de falta

Ip: Valor de ajuste de la corriente

Los tiempos de disparo para I/Ip > 20 son idénticos a los de I/Ip = 20.

Valor límite de arranque aprox. 1,06 x Ip

Valor límite de reposición aprox. 1,01 x Ip





para los tres primeros esquemas estándar las constantes son:



CURVAS CARACTERÍSTICAS SEGÚN ANSI




USO DE CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO DEFINIDO


Este tipo de curva se aplican en donde no existe la necesidad de

coordinar con otros dispositivos y en donde la corriente de falla

prácticamente no varía entre un valor máximo y un valor mínimo,

o bien, entre una falla local o en una barra remota.



USO DE CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO INVERSO


Se aplican generalmente cuando el valor de la corriente de

cortocircuito depende grandemente de la capacidad de

generación del sistema en el momento de la falla.

Cuando ZS << ZL ,

ZS = impedancia de la fuente.

ZL = impedancia de la línea hasta el punto de falla

Su principal ventaja es la de tener menores tiempos de operación

a altas corrientes de cortocircuito.





En instalaciones eléctricas en donde por cambios en la potencia

inyectada o modificaciones en los elementos del circuito

(conexión y desconexión de elementos) se presentan variaciones

importantes en la corriente de falla.



USO DE CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO MUY INVERSO


Se caracteriza por ser lento para valores bajos de sobre corriente

y rápido para valores altos de sobre corriente.

En instalaciones eléctricas, en donde, para fallas pequeñas,

existen variaciones de corriente y el tiempo de interrupción es

pequeño, o bien, se requiere coordinar con las curvas de

fusibles; esta característica resulta ser la adecuada.





Es conveniente en sistemas de gran capacidad de generación

donde el nivel de cortocircuito depende prácticamente de la

impedancia donde ocurre el cortocircuito (la corriente de falla se

reduce notablemente a medida que aumenta la distancia a la

fuente).



USO DE CARACTERÍSTICAS DE TIEMPO EXTREMADAMENTE INVERSO


Esta característica es recomendable en las redes de distribución

de las compañías eléctricas, ya que es la mejor que se coordina

con restauradores y fusibles de un mismo circuito, que es una

aplicación típica de las redes de distribución aérea.

Son usados siempre que sea conveniente debido a la simplicidad

y economía.





Los relés extremadamente inversos son algunas veces usados

cuando la coordinación con fusibles es requerida o cuando las

corrientes inrush altas son necesarias sobre la restauración de la

potencia después de la salida del servicio.





Aplicaciones:

También se emplea para actuar con componentes de secuencia

negativa, en la protección de grandes generadores.

Permite ajustes más precisos para evitar sacar de servicio al

generador.



Curva de Capacidad Térmica de Corta Duración del Generador.




51N-SOBRECORRIENTE DE NEUTRO TIEMPO INVERSO.

La función 51N provee protección contra fallas a tierra.

Si las funciones 50N y 51N no son utilizadas en el neutro del

generador, pueden utilizarse para detectar fallas a tierra en el

sistema (respaldo), conectándolas en el transformador de

unidad.

En los servicios auxiliares se utiliza para detectar fallas a tierras

en los alimentadores.





51N-SOBRECORRIENTE DE NEUTRO TIEMPO INVERSO.

SIMBOLOGIA

ANSI/IEEE IEC

51N




CONEXIÓN FALLA A TIERRA DEL GENERADOR




CONEXIÓN RESPALDO DE FALLAS EN EL SISTEMA DE POTENCIA




CONEXIÓN FALLAS EN ESTATOR




CONEXIÓN FALLA A TIERRA DEL GENERADOR




CONEXIÓN EN ALIMENTADORES DE SERVICIOS AUXILIARES




CONEXIÓN EN TRANSFORMADOR DE POTENCIA




CONEXIÓN EN BANCO DE CONDENSADORES



51V SOBRE CORRIENTE DE TIEMPO INVERSO CON

CONTROL DE TENSION.

Esta función es común usarla en los generadores, cuya tensión

de excitación se toma de los bornes de la máquina, en donde

de fallas próximas a los terminales de salida la intensidad de

cortocircuito disminuye muy rápidamente debido a la ausencia

de corriente de excitación, y en pocos segundos se sitúa por

debajo del valor de respuesta de la Protección contra Sobre

corriente.





CONTROL DE TENSION.

El relé contra Sobre corriente Controlado con Tensión

deshabilita el disparo por Sobre corriente hasta que la tensión

cae abajo del nivel ajustado.

Se tiene entonces un ajuste fijo de la corriente de arranque y un

ajuste fijo de la tensión de habilitación.

En general, este arreglo es más fácil de coordinar con los relés

conectados aguas abajo.





CONTROL DE TENSION.

Para un relé controlado por tensión el ajuste de pickup debe

estar entre 30%-50% de la corriente de plena carga.

En el caso de generadores sincrónos se utiliza la reactancia

sincrónica (xd) junto con el voltaje nominal de la unidad para

hallar la corriente mínima en caso de fallas en terminales.

Debido a los tiempos de disparo de los relés de sobre corriente

de respaldo son retardados cerca de 0.5 segundos o más.





CONTROL DE TENSION.

El ajuste de retardo de tiempo está basado sobre el peor caso

de coordinación con los relés de protección del sistema.




Criterios para ajustes de la función 51V en Generadores





CONEXIÓN




RESTRICCION DE TENSION.

El pickup de Sobre corriente restringido por tensión debe ser

ajustado a 150% de la corriente nominal del Generador con

restricción de la tensión nominal.

En la operación restringida por tensión, la corriente de arranque

del elemento de Sobre corriente está siempre activa y varía en

forma continua con el voltaje, haciéndose más sensible al

disminuir el voltaje





RESTRICCION DE TENSION.

Típicamente a tensión 0% el pickup será el 25% de la corriente

nominal del Generador.




CRITERIOS PARA AJUSTES DE LA FUNCIÓN 51V EN GENERADORES





CONEXIÓN



67P SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL DE FASE Y 67N

SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL DE NEUTRO

El principio de funcionamiento de todas las protecciones

direccionales es la detección de unos valores de corriente, en

un sentido determinado.

Las protecciones direccionales son útiles en cualquier punto de

la red donde el sentido de circulación de la corriente es

susceptible de cambiar, especialmente después de un

cortocircuito entre fases y/o un defecto a tierra (defecto

monofásico).




67P SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL DE FASE

La protección direccional de fase se instala para proteger dos

enlaces usados en paralelo, un bucle o una sección de red que

enlaza dos fuentes de energía.






SIMBOLOGIA

ANSI/IEEE IEC

67




SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL RESIDUAL

La referencia:

- para el caso de 67P, tomaremos siempre de referencia una

tensión entre fases (UL).

- para el caso de las 67N, tomaremos la tensión homopolar (Uo).






Ángulo de derivación

Cuando el relé mide la corriente en la fase 1, la tensión de

polarización que más se usa es V2-V3.

Se dice entonces que el ángulo de derivación de la protección es

de 90º






Ángulo de derivación






Los elementos para fallas entre fases en los relés están

internamente polarizados mediante las tensiones compuestas en

cuadratura, tal y como se indica en la tabla a continuación:





El vector de intensidad de falla estará retrasado respecto de su

tensión nominal de fase en un ángulo que dependerá de la

relación X/R del sistema.

Por lo tanto es un requerimiento el que el relé opere con una

sensibilidad máxima cuando las intensidades estén en esta

región.





Ángulo característico

30º para redes muy inductivas,

45º para la mayoría de casos (90%),

60º para redes muy resistivas.






Los valores recomendados son:

- Líneas de alimentación, o aplicaciones con un punto de

puesta a tierra detrás de la posición del relé, deberían utilizar

un ajuste de +30º.

- Transformadores, o aplicaciones con una fuente de secuencia

cero en frente a la ubicación del relé, utilice un ajuste +45º





CONEXIÓN




67N SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL RESIDUAL

La protección direccional residual es sensible al sentido de

circulación de la corriente a tierra.

Desde el momento que la corriente de falla fase-tierra se

reparte entre varios sistemas de puesta a tierra, es necesario

instalar protecciones direccionales de tierra.



67P SOBRE CORRIENTE DIRECCIONAL RESIDUAL


SIMBOLOGIA

ANSI/IEEE IEC

67N





Función: detectar la corriente de falla a tierra en el sentido de

circulación normal del ramal, por comparación con la tensión

homopolar Vo.

Requiere: de 3 TT's para la detección de Vo, ya sea mediante

suma vectorial de las 3 tensiones (tensiones fase-tierra), o por

medición directa de la tensión residual sobre secundario 3 TT's

conectados en triángulo abierto.





CONEXIÓN



COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

CONSIDERACIONES EN EL PROCESO DE COORDINACIÓN

Las curvas de coordinación ó de operación de los componentes

eléctricos, son obtenidas por lo general de los fabricantes, aun

cuando existen normas establecidas para el diseño de dichas

curvas y sobre las cuales los fabricantes se rigen para el diseño

y funcionamiento de los distintos equipos eléctricos y de

protección.





Existen distintos aspectos que se deben realizar durante el

proceso de coordinación de protecciones, que deberán ser

considerados por los relés, fusibles, interruptores y dispositivos

de protección que intervengan en el sistema eléctrico.





Dentro de las cuales se pueden mencionar los siguientes:

- Corrientes de arranque de los motores eléctricos.

- Corrientes de carga.

- Limites térmicos de los equipos eléctricos.

- Curvas de daño de los transformadores de potencia.





Otra consideración indispensable que se debe realizar, es

cuando en el sistema eléctrico en estudio existen diferentes

niveles de tensión.

En tal caso, las curvas de operación de los componentes

eléctricos y dispositivos de protección, deben ser referidas a un

solo nivel de tensión, por lo regular se elige el nivel de tensión

mas representativo del sistema eléctrico o al nivel donde exista

mayor carga conectada al sistema eléctrico.





Todo sistema de protección que aislé un elemento en condición

de falla, debe contar con tres características básicas:

- Velocidad.

- Sensibilidad.

- Confiabilidad.

- Selectividad.

Aquel sistema de protección que no cuente con estas cuatro

características, será un sistema de protección inadecuado e

ineficiente, inclusive podría convertirse en un peligro.




CURVAS DE OPERACIÓN Y DAÑO DE LOS COMPONENTES ELÉCTRICOS

Los componentes eléctricos en un sistema eléctrico, responden

a una curva de operación, siendo ésta la que representa el

funcionamiento de dichos equipos eléctricos en una hoja de

coordinación.

A su vez, los componentes eléctricos también cuentan con una

curva de daño, por lo regular térmica, aunque en algunos casos

también cuentan con una curva de daño mecánica dependiendo

del equipo eléctrico que se maneje.





TRANSFORMADOR DE POTENCIA

Existen tres parámetros básicos que deben ser considerados

cuando un transformador de potencia tiene que ser protegido.

- Punto INRUSH ó de magnetización.

- Curva Z ó ANSI.

- Corriente a plena carga.

Estos parámetros pueden ser obtenidos por medio de los

fabricantes, ya que estos son obtenidos por medio de normas

eléctricas establecidas.






Punto INRUSH ó de Magnetización

Es un parámetro que depende del magnetismo residual del

transformador, así como del punto en la onda de voltaje en que

ocurre la magnetización.

La corriente INRUSH depende de la capacidad del

transformador y es típicamente identificada en 0.1 Seg.






Punto INRUSH ó de Magnetización

Este valor de corriente es calculado con un múltiplo de la

corriente nominal del transformador y varía de acuerdo con la

capacidad del mismo.

En la Tabla 1 se muestran los múltiplos de corriente

correspondientes a las capacidades de los transformadores.






Tabla 1.- Múltiplos de corriente para la obtención del punto INRUSH






Curva Z ó ANSI

Representa el límite máximo de protección del transformador y

establece las características que deben cumplir los devanados

para soportar sin resultar dañados, los esfuerzos térmicos y

mecánicos causados por un cortocircuito en sus terminales

considerando periodos definidos.






Para poder realizar el cálculo de la curva ANSI, es necesario clasificar al

transformador de acuerdo a su capacidad en KVA, esto empleando la Tabla 2.

Tabla 2.- Clasificación de transformadores según su capacidad.


Una vez que la categoría del transformador fue establecida, se

obtienen los valores de tiempo y corriente por medio de la

ecuación correspondiente a la categoría del transformador, estas

ecuaciones correspondientes a los diferentes tipos de categorías

de los transformadores son mostradas en la Tabla 3.

Los niveles de corriente en el primario para fallas en el

secundario dependen de la conexión del transformador.






El factor ANSI representa un desplazamiento de la curva de

daños del transformador, esto con la finalidad de que el

dispositivo de protección del lado primario detecte las bajas

corrientes ocasionadas por fallas en el secundario.

La Tabla 4 muestra los valores correspondientes al factor ANSI

según tipo de conexión de devanados en transformadores.









Tabla 3.- Curva ANSI del transformador de potencia.

Donde:

ZT = Impedancia del transformador en P.U.

ZS = Impedancia de la fuente en por unidad en base a los kVA de transformador con enfriamiento OA.

IN = Corriente nominal del transformador.

FANSI = Factor de multiplicación ANSI.






Curva ANSI del transformador de potencia.





TRANSFORMADOR DE POTENCIA Tabla 4- Factor ANSI de transformadores.

Los transformadores categoría I no tienen curva de daño mecánica, solamente

curva de daño térmico. Para los transformadores categoría II, III y IV la curva de daño térmica se obtiene por medio de la ecuación siguiente : i2 *t =K

ATERRIZADA






Tabla 5. Impedancias del transformador de potencia.






Para poder obtener el valor de la constante K, esta se determina

con el nivel simétrico de corriente de corto circuito trifásico y con

un tiempo de 2 seg.

Una vez que el valor de la constante K es obtenido, se obtienen

los valores de corriente para diferentes valores de tiempo,

obteniendo así la curva de daño térmico del transformador.






Corriente a plena carga

La capacidad de sobrecarga del transformador depende del tipo

de enfriamiento que utilice, siendo los más comunes OA, FA y

OA/FA.

Esta capacidad de sobrecarga también depende del factor de

diseño por temperatura, ya sea que este sea de 55 ºC ó 65 ºC.

La Tabla 5 muestra el % de carga a reducir o aumentar por ºC

según el tipo de enfriamiento.





Transformador de Potencia Tabla 5.- Variaciones de la Capacidad Nominal del Transformador con las variaciones de

Temperatura Ambiente en el rango –30 a 50°C. IEEE Std C57.91.1995)

Nueva clase de designación de enfriamiento





MOTOR ELÉCTRICO

Para los motores eléctricos es necesario considerar sus

características de operación, especialmente cuando los motores

son de gran capacidad.

- Curva de arranque del motor eléctrico.

- Curva de daño térmico.

Estas características de operación son proporcionadas por los

fabricantes de motores eléctricos.





MOTOR ELÉCTRICO

Existen normas eléctricas establecidas que se emplean para la

obtención de dichas características.

La curva de arranque, está compuesta por diversos parámetros,

éstos indican el estado en que se encuentra la corriente del

motor eléctrico a través del proceso de arranque.





MOTOR ELÉCTRICO

Corriente Magnetizante

Esta corriente es la que existe en los devanados del motor

eléctrico cuando éste es energizado a partir de un estado en

reposo. Este valor de corriente magnetizante es obtenido por

medio de la ecuación:

IInrush= IRB x1.16x1.1

Donde:

IINRUSH = Corriente Magnetizante.

IRB = Corriente de rotor bloqueado.





MOTOR ELÉCTRICO

Corriente Magnetizante

El factor 1.6 es para tomar en cuenta la componente asimétrica

durante el INRUSH y el factor 1.1 es un factor de seguridad que

toma en cuenta la tensión terminal elevada durante un

arranque.

La INRUSH ocurre en el periodo inicial de arranque y dura

aproximadamente 0.1seg.





MOTOR ELÉCTRICO Corriente de rotor bloqueado

Tabla 6.- Letras de código a rotor bloqueado

para motores de inducción.





MOTOR ELÉCTRICO

Corriente nominal

Es la corriente que se presenta en un motor eléctrico cuando

está a plena carga, siendo ésta el segmento final de la curva de

arranque del motor eléctrico.

Este valor de corriente depende exclusivamente de la

capacidad nominal en HP del motor eléctrico y del nivel de

tensión al que se encuentra conectado.





MOTOR ELÉCTRICO

Corriente nominal

Este valor de corriente nominal en los motores eléctricos,

pueden ser modificado por factor multiplicativo.

Dicho factor depende del factor de servicios de cada motor,

mostrándose en la Tabla 7 los factores multiplicativos para los

distintos tipos de factores de servicio.





MOTOR ELÉCTRICO

Tabla 7- Factor de servicio en motores de inducción.





MOTOR ELÉCTRICO

Curva de daño térmico

Esta curva representa tres curvas distintas, las cuales siempre

se dibujan como si fueran una curva general.

Estos límites térmicos son zonas relativamente

indeterminadas, las cuales son mencionadas a continuación:

- La porción de la corriente más alta indica el número

permisible de veces la corriente de rotor bloqueado.





MOTOR ELÉCTRICO

Este es el tiempo en que el motor puede permanecer en

reposo después que el motor ha sido energizado, antes de que

ocurra el daño térmico en las barras del rotor y los anillos

conectores ó incluso en el estator.

- La curva de límite térmico de aceleración de la corriente de

rotor bloqueado a la corriente de par de arranque del motor, es

alrededor del 75% de la velocidad del motor.





MOTOR ELÉCTRICO

- La curva de límite térmico de operación representa la

capacidad de sobrecarga del motor, esto durante la operación

de emergencia.

Debido a que estos parámetros solamente son obtenidos por

medio del fabricante, se diseña una curva de límite aproximada

por medio de dos puntos, los cuales son mostrados en la

Tabla 8.





MOTOR ELÉCTRICO

Tabla 8.- Curva térmica de motores eléctricos.





MOTOR ELÉCTRICO

Consideraciones para Sobre cargas

Del Código Eléctrico Nacional (CEN 2004)

430.22 Un Solo Motor.

(A) Disposiciones Generales. Los conductores de un circuito

ramal que alimenten un solo motor en una aplicación de servicio

continuo, tendrán una ampacidad no menor del 125% de la

corriente nominal del motor a plena carga.





MOTOR ELÉCTRICO

Consideraciones para Sobre cargas

Del Código Eléctrico Nacional (CEN 2004)

430.24 Varios Motores o Motores y Otras Cargas. Los

conductores que alimentan varios motores o motores y otras

cargas tendrán una ampacidad no menor que el 125% de la

corriente a plena carga del motor mayor del grupo más la suma

de las corrientes a plena carga de todos los demás motores en

el grupo.




CURVAS DE OPERACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Así como los componentes eléctricos tienen sus curvas de

operación y de daño, los dispositivos de protección cuentan con

sus curvas de operación.

Dichas curvas se emplean para proteger a los componentes

eléctricos, permitiendo que sus curvas de operación funcionen

adecuadamente, pero evitando que sus curvas de daño lleguen a

operar, logrando así que estos sufran alguna avería.





Por lo tanto, estos dispositivos de protección deben cumplir

con los siguientes requerimientos generales para su

protección por sobre corriente:

- Ser completamente automáticos.

- Transportar la corriente normal sin interrupción.

- Interrumpir inmediatamente las sobre corrientes.

- Ser fácilmente remplazables ó restablecidos.

- Ser seguros bajo condiciones normales y sobre corriente.





Para la protección por corto circuito, es necesario que estos

dispositivos cumplan con las especificaciones siguientes:

- Deben ser capaces de cerrar en forma segura sobre cualquier

valor de corriente de carga o de cortocircuito, esto dentro del

rango de capacidad momentánea del dispositivo.

- Deben ser seguros para abrir cualquier corriente que pueda

circular dentro del rango de interrupción del dispositivo.

- Deben interrumpir automáticamente un flujo anormal de

corriente dentro de su capacidad interruptiva.





FUSIBLES

Selección de los fusibles

Para seleccionar un fusible se debe considerar lo siguiente:

- La tensión de operación

- Los tiempos de fusión “melt time”

- La corriente de carga nominal

- Cold load pickup





FUSIBLES

La clasificación de las clases de fusibles disponibles en el

mercado es muy extensa, por lo que no se tratará en este

curso, sin embargo las clases de fusibles mas empleadas a

nivel industrial son mencionadas a continuación:

Clase A, B y R.

Esta clase de fusible es empleado normalmente para el

arranque de motores eléctricos y esta diseñado para interrumpir

corrientes que funden el elemento fusible en menos de 100

Segundos.





FUSIBLES

Clases E, T y K. Esta clase de fusible se emplea por lo

regular para la protección de transformadores de potencia,

transformadores de potencial, así como para la protección de

alimentadores.





INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO

Características a considerar de la curva:

Long Delay Pick-Up(LDP): La corriente de arranque de tiempo

largo se ajusta por encima de la corriente de sobre carga.

Long Delay Time (LDT): El retardo de tiempo largo se ajusta

para el tiempo de arranque que se establezca de acuerdo al

equipo a proteger.





INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO

Características a considerar de la curva:

Short Delay Pick-Up (SDP): La corriente de arranque de

tiempo corto se ajusta de acuerdo a la corriente de arranque

para corto circuito del equipo a proteger.

Short Delay Time (SDT): El retardo de tiempo corto se ajusta

de acuerdo a la coordinación de protecciones .

Instantánea: se ajusta para la corriente de corto circuito

máxima.





INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO LDP

LDT

SDP

SDT

INSTANTÁNEO





RELÉS

Los relés de sobre corriente cuentan con varios tipos de curvas

tiempo-corriente, las cuales se mencionan a continuación:

De tiempo definido.

De tiempo inverso.

De tiempo muy inverso.

De tiempo extremadamente inverso.

Este tipo de curvas son empleadas según el tiempo de

operación requerido por la coordinación de protección que se

este realizando.

LDP

INSTANTÁNEO





Relés

Los relés de sobre corriente cuentan con varios tipos de curvas

tiempo-corriente, las cuales se mencionan a continuación:

De tiempo definido.

De tiempo inverso.

De tiempo muy inverso.

De tiempo extremadamente inverso.

Este tipo de curvas son empleadas según el tiempo de

operación requerido por la coordinación de protección que se

este realizando.

INSTANTÁNEO


TIEMPOS PARA LA COORDINACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN

Fusible - Fusible

tf2: Lo mas rápido posible

tf1: tf2 + ∆t

∆t: 100 mS mínimo

Este criterio aplica para Fusible-Breaker; Breaker-Fusible; Breaker-Breaker







Relé - Fusible; Relé - Breaker

tf1: Lo mas rápido posible

tR1: tf1 + ∆t

∆t: 200 mS a 300 mS





Fusible - Relé; Breaker - Relé

tR1: Lo mas rápido posible

tf1: tR1 + tint + ∆t

∆t: 300 mS a 500 mS

t interruptores:

765kV: 22mS

400kV: 35mS

Baja tensión: 5 ciclos





Relé - Relé

tR1: Lo mas rápido posible

tR2: tR1 + tint + ∆t

∆t: 200 mS a 400 mS

t interruptores:

765kV: 22mS

400kV: 35mS

Baja tensión: 5 ciclos




CRITERIOS PARA LA COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

- Formar la rutas de coordinación partiendo de la carga mayor, o

transformador de distribución mayor, hacia la fuente de

suministro.

- Definir el número de elementos a incluir en cada grafica de

coordinación.

- Definir la tensión de referencia.

- Colocar las curvas de daño de los dispositivos a proteger que

se encuentran en la ruta o parte de la ruta.





- Definir si en la misma grafica se incluyen la protección contra

falla trifásica y de fase a tierra.

- Iniciar graficando la curva de daño de la mayor carga y su

correspondiente curva de protección.





Otro punto importante es que se debe de tomar en cuenta es que

los dispositivos se encuentran a diferentes niveles de tensión.

Para realizar esta escala se necesita únicamente la relación del

transformador para pasar de un nivel de tensión a otro.

Por ejemplo se tiene un transformador de 69 kV en el primario y

13,8 kV en el secundario, por lo tanto:





suponiendo una corriente de 100 A a 69 kV y sí se quiere tomar

como referencia 13,8 kV se aplica lo siguiente:


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